Fabriqué d'abord par DuPont, le Viton est un fluoroélastomère et il est connu comme le caoutchouc de choix là où tous les autres échouent.
Dans ce guide définitif, nous vous expliquerons ce qu'est le caoutchouc Viton, comment il est fabriqué et traité et pourquoi cet élastomère est si populaire. Nous vous expliquerons également comment choisir le type de caoutchouc Viton adapté à vos besoins. Lisez la suite pour découvrir pourquoi ce matériau vaut le battage médiatique.
Qu'est-ce que le caoutchouc Viton ?
Le Viton est un caoutchouc synthétique qui est à base de fluorocarbures. Il est classé comme fluoroélastomère. Comme la plupart des fluoroélastomères, le Viton présente une résistance à une gamme plus large de produits chimiques que les autres élastomères.
Bien que ces caoutchoucs soient communément appelés Viton, ils sont officiellement appelés Matériaux fluorés Kautschuk, généralement abrégé en FKM. Viton est le nom de marque donné au produit original par DuPont.
Le caoutchouc Viton original est toujours fabriqué par The Chemours Company, une spin-off de DuPont. Cependant, les FKM sont désormais produits par d’autres sociétés dans le monde, dont 3M.
DuPont a créé le caoutchouc Viton original pour répondre aux besoins de l'industrie aérospatiale. Néanmoins, l’excellente résistance à la chaleur de l’élastomère ainsi que sa capacité à résister à l’exposition à des produits chimiques et à des carburants puissants en ont fait un choix populaire dans d’autres industries, notamment :
- Traitement chimique
- Automobile
- Fabrication de semi-conducteurs
- Aviation
- raffinement pétrolier
- Fabrication alimentaire et pharmaceutique.
Chimie du caoutchouc Viton
Il existe différents types de composés de caoutchouc Viton mais ils contiennent tous fluorure de vinylidène (VDF). Le VDF est un gaz et lorsqu'il est combiné avec de l'hexafluoropropylène ou du HFP, le résultat est un FKM de type 1.
Le VDF peut être combiné avec d’autres produits chimiques pour produire d’autres types de FKM. Par exemple, lorsqu’il est combiné avec du HFP et du tétrafluoroéthylène (TFE), le résultat est un FKM de type 2. Ceux-ci ont une meilleure résistance à la température et aux produits chimiques, mais présentent une flexibilité réduite à basse température.
Outre la composition chimique, le mécanisme de réticulation utilisé pour le durcissement des FKM joue également un rôle crucial dans la création de différents types de caoutchouc Viton. Les trois mécanismes de réticulation utilisés aujourd’hui sont :
- Réticulation diamine: Relativement rare mais donne de meilleures caractéristiques de liaison caoutchouc-métal.
- Réticulation ionique: Méthode de durcissement la plus couramment utilisée. Il en résulte une meilleure résistance à la chaleur, une meilleure résistance à la compression et une meilleure stabilité hydraulique par rapport à la réticulation à la diamine.
- Réticulation au peroxyde: Cette méthode de durcissement a été développée pour les FKM de type 3. Les FKM de type 3 ont une plus grande flexibilité à basses températures que les types 1 et 2.
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Avantages du caoutchouc Viton
Le caoutchouc Viton présente une longue liste d’avantages par rapport aux autres élastomères, notamment :
- Résistance supérieure à la chaleur : le caoutchouc Viton peut fonctionner de manière fiable à des températures allant jusqu'à 260 °C et survivre à une exposition occasionnelle à des températures plus extrêmes. Caoutchouc nitrile (NBR), une alternative moins coûteuse, ne peut être utilisé de manière fiable qu'à un température de fonctionnement de 100°C.
- Excellente résistance aux huiles et aux produits chimiques : Viton est très résistant à la dégradation par de nombreux produits chimiques, carburants, solvants et huiles de pétrole. Ce matériau repousse également l'eau et n'est pas facilement pénétré par les liquides à base d'eau en raison de sa nature hydrophobe.
- Utilisation en extérieur : le Viton reste relativement insensible aux rayons UV et, comme indiqué précédemment, n'est pas affecté de manière significative par l'eau. Cela signifie qu'il conserve ses propriétés, notamment sa couleur, lorsqu'il est utilisé à l'extérieur. Il résiste également à l’oxydation, à la moisissure et à l’ozone.
- Souplesse et élasticité: La résistance à la traction du Viton est bonne et il démontre une plus grande flexibilité et une plus grande capacité à conserver sa forme sous contrainte par rapport à certains caoutchoucs synthétiques.
- Vieillissement lent: Le Viton n'est pas facilement dégradé par de nombreux liquides, même en cas d'exposition prolongée. C’est l’un des nombreux facteurs qui rendent le matériau résistant au vieillissement.
- Faible perméabilité aux gaz: Le Viton a une faible perméabilité aux gaz, ce qui le rend excellent pour l'étanchéité, en particulier là où les gaz sont susceptibles de dégrader d'autres matériaux.
- Ensemble de compression faible: Même après une compression prolongée, les produits Viton retrouveront une grande partie de leur taille et de leur forme d'origine. De nombreux élastomères sont déformés de façon permanente par une compression prolongée.
- Longue durée de vie: Grâce à l'excellente résistance chimique et aux bonnes propriétés mécaniques des FKM, ces joints en caoutchouc robustes peuvent servir longtemps, même dans les environnements les plus difficiles. Cela se traduit par moins de pannes et une plus grande efficacité opérationnelle.
Applications du caoutchouc Viton
Les propriétés du Viton en font le matériau idéal pour de nombreuses applications. Cependant, ce matériau coûte beaucoup plus cher que d’autres. Il est généralement utilisé lorsque les exigences uniques de l'application peuvent justifier le coût élevé, comme indiqué ci-dessous.
1. Aviation et aérospatiale
Les industries aéronautique et aérospatiale exigent des matériaux capables de résister à des températures allant de basses à très élevées.
De plus, les matériaux utilisés pour les joints toriques et autres joints doivent être capables de résister aux carburants et aux produits chimiques agressifs tels que les fluides hydrauliques utilisés dans ces applications. Viton surpasse les autres élastomères pour répondre à ces exigences.
2. Traitement chimique
Dans le traitement chimique, le Viton est important pour empêcher les fuites de produits chimiques nocifs. Ce caoutchouc synthétique peut résister à de nombreuses interactions chimiques et peut être utilisé sur les équipements utilisés pour traiter les acides, les solvants et autres produits chimiques.
Viton peut également être utilisé pour créer des revêtements pouvant être utilisés pour protéger les surfaces susceptibles d'entrer en contact avec des produits chimiques nocifs.
3. Industrie automobile
Les équipements importants dans les véhicules sont protégés de l'exposition à l'aide de joints en caoutchouc Viton. Joints toriques fabriqués à partir de ce matériau sont utilisés pour les joints exposés aux lubrifiants, aux carburants automobiles oxygénés et aux températures élevées. Par exemple, Joints toriques Viton peuvent être trouvés dans la pompe à carburant et l’injecteur de carburant.
4. Industrie alimentaire et pharmaceutique
Exposition à graisses animales peut provoquer des fissures, un gonflement et un ramollissement du caoutchouc. Cette dégradation peut rendre certains joints inutiles. Viton est très résistant aux graisses animales et est fortement recommandé pour les applications dans l'industrie alimentaire où les graisses animales et autres fluides sont préoccupants.
5. Instrumentation
Les instruments utilisés dans de nombreuses applications nécessitent un joint solide et fiable pour protéger les pièces internes sensibles de l'exposition. Le caoutchouc Viton est utilisé pour fabriquer des joints, des diaphragmes, des cerceaux, des séparateurs et d'autres composants pour les instruments utilisés pour des applications critiques dans des environnements difficiles, par exemple dans l'armée.
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Types de caoutchouc Viton
La façon la plus simple de classer les FKM est leur composition chimique. Il en résulte cinq types différents de FKM, comme expliqué ci-dessous :
- Type 1 : composé de VDF et HFP. 66% du poids de ces FKM est du fluor.
- Type 2 : composé de VDF, HFP et TFE. Teneur en fluor de 68 à 69 %. Meilleure résistance à la chaleur et aux produits chimiques que le type 1.
- Type 3 : contient du VDF, du TFE et du perfluorométhylvinyléther (PMVE). La teneur pondérale en fluor varie entre 62 % et 68 %. Les matériaux ont une meilleure flexibilité à basses températures par rapport aux types 1 et 2.
- Type 4 : composé de polypropylène, de VDF et de TFE. La teneur en fluor est d'environ 67 %. Les matériaux ont une résistance de base plus élevée mais ont de mauvaises propriétés de gonflement.
- Type 5 : Contient du VDF, du TFE, du HFP, du PMVE et de l'éthylène. Résistance de base plus élevée et résistance améliorée au sulfure d’hydrogène à haute température.
Fabrication et transformation du caoutchouc Viton
La fabrication du Viton est similaire à celle des autres caoutchoucs synthétiques. Les matières premières clés sont mélangées avec des agents de durcissement, des auxiliaires technologiques, des accélérateurs et d’autres composants pour former le caoutchouc brut.
Le caoutchouc est façonné sous la forme du joint ou d'autres produits à l'aide de processus tels que l'extrusion et Moulage par compression. Les pièces extrudées passent par une autre étape de durcissement et de durcissement, à savoir la vulcanisation, qui confère au matériau des propriétés telles qu'une dureté et une ténacité accrues.
De nombreux composants peuvent être ajoutés au caoutchouc pendant le traitement en fonction des propriétés souhaitées du produit final. C'est pourquoi les produits en caoutchouc Viton peuvent avoir de nombreuses qualités différentes.
Comment choisir le bon caoutchouc Viton
Votre choix de caoutchouc Viton doit être guidé par l’application. Les différents types de caoutchouc Viton ont des propriétés différentes. Certains offrent une résistance chimique exceptionnelle à haute température mais peuvent ne pas former une bonne étanchéité à basse température.
Vous devriez également considérer le fabricant du FKM pour vous assurer que vous obtenez un matériau de bonne qualité à un prix avantageux.
Les FKM sont plus chers que les autres caoutchoucs synthétiques. Vous devriez vérifier auprès d'un expert pour vous assurer de ne pas choisir un FKM coûteux alors qu'un modèle moins cher vous servira tout aussi bien.
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Conclusion
Les caoutchoucs Viton ou FKM fabriquent aujourd'hui certains des meilleurs joints au monde. Leur capacité à résister à une large gamme de produits chimiques et à des températures élevées en fait un matériau idéal dans de nombreuses industries.
Tous les FKM contiennent du fluor, mais d'autres composés peuvent être ajoutés pour améliorer certaines qualités. Cet élastomère fluoropolymère peut être divisé en 5 classes différentes. Il s’agit d’un matériau durable mais son coût élevé et ses nombreuses variantes obligent à en parler à un expert pour évaluer vos besoins avant de faire un choix.
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